數據處理技術在大中型泵站信息化建設的運用

馬俊，崔凱

（江蘇省江都水利工程管理處，江蘇 揚州 225200）

目前信息技術在大中型泵站信息化建設的應用主要體現在幾個方面，建筑信息管理（BIM）技術，傳感器技術、網絡技術、自動化技術等的應用。中國水利的工程信息化起步較晚，專業技術封閉，導致到應用的水平和深度還不盡人意。伴隨著近些年國家對水利行業的投入的增加，越來越多的新技術在水利行業的進行深化應用，如移動互聯網、云技術、物聯網等，這些技術的運用產生的信息數據也呈現指數級增長，大數據也為水利工程信息化建設的加強提供了技術支持。本文以“江蘇省江都水利工程管理處”為例（下簡稱“江都處”），論述大數據技術在大中型泵站信息化建設的運用情況，深入研究和探索。

1 大中型泵站數據信息處理的現狀

隨著信息技術不斷發展和創新，大中型泵站信息化建設難以跟上新技術的發展趨勢，特別是相比發達國家，我國大中型泵站信息化起步晚、專業封閉，以泵站工程為例，信息化管理水平、應用深度不足，依然存在著很多問題情況。

1.1 統籌協調平臺建設處于起步階段

以“江蘇省江都水利工程管理處”為例，目前已初步建立工程管理信息化系統平臺。用于工程的運行管理，資料收集、設備故障等的運用，也具有為下屬各子工程提供統一協調的能力，在集中控制中心可以查看各子工程的實時數據情況，各子部門可查看部門內的實時數據情況，行成集中管理和分布式管理的結合。但下屬各工程之間依舊存在信息孤島、資源無法有效共享、運行時間短經驗積累不足等。

1.2 海量信息數據處理能力不足

泵站在運行過程中產生海量數據，如電機的溫度、定子電壓、定子電流、勵磁電流、功率因數、水文數據等，各數據與機組的經濟運行效能為未進行有效分析，且目前使用過程中僅對比行業或者廠家的初始數據，尚未進行數字挖掘，切未對單臺設備建立數字檔案，未建立有效的數學模型；每年汛前電氣試驗數據、大修后電氣試驗數據，沒有進行比較分析，各子工程相同機組未進行對比分析，形成有效數學模型。

1.3 信息數據收集以人工為主

泵站工程傳統意義上的數據收集，主要以人工收集為主，而人的因素存在，就導致評判標準的差異，而數據收集也會因不同的人工評判標準而產生偏差。近些年傳感器技術的深化運用，部分報表的生成由計算機逐步代替人工抄表，但人的因素依舊占很大比重。此外，當今水利工程信息化追求的是無人值守，泵站、控制中心盡可能自動化運行，如果缺乏可靠性的技術支持，則依然需要人工值守，無法真正的實現水利工程信息化管理。

2 數據處理技術應用于大中型泵站信息化建設的可行性

從現階段的大中型泵站的現狀和發展情況來看，優質數據信息時代已經來臨。對于大中型泵站來說，優質數據信息的有助于提高工程管理的水平和安全經濟運行效益。為了實現數據處理的“價值”，需要實現以下3個方面。

（1）需要根據當前的實際情況和應用，將“弱數據意識”轉變為“強數據意識”，加強數據處理技術在大中型泵站運行管理及周邊環境的運用。

（2）優化數據的“價值”。盡管近年大中型泵站在歷年運行管理中收集了許多有價值的信息數據，但這些數據也存在一些缺點，需要改進了數據收集，存儲機制，整理機制等，完善文本，圖像，數字等信息，在精準性、穩定性、使用價值等方面，得以提升。

（3）實施“數據共享”。對于數據，各業務部門之間得以共享，更加靈活的運用，得出對大中型泵站運行管理的科學決策。

目前“江都處”水利信息化建設在進一步發展和完善，實現了部分運行信息的實時共享，但尚未實現信息的組合條件查詢和設備運行情況的分析，其難點之處在于泵站工程、水閘工程及平行相關的管理機構的復雜交錯，產生了一些混合的、復雜的數據，為整個單位的統籌管理帶來了巨大的挑戰。

所以在經濟發達、技術進步的時代背景下，應用數據處理技術對“江都處”進行信息化建設是十分必要和可行的。

3 數據處理技術在大中型泵站建設中的應用

3.1 設備基礎及配套制度建設

目前江都處聯系自身的實際發展狀況，已經建立一套相對比較全面的管理制度，在實踐中逐步完善，并對方案進行充分的可行性研究，利用新技術提升帶來的使用體驗，對數據共享技術進行深入研究，發展出符合行業發展方向和自身應用需求的數據處理核心技術標準。同時，加大資金投入，建立健全軟硬件設施，完善工程內部網絡，優化網絡安全環境，建立江都處層面的統一的綜合管理系統。

綜合管理系統除了數據存儲，查詢和發送等基本功能外，它還包括數據交換、數據挖掘、云計算等，利用VPN系統并集成通信、電子簽名系統等，提高系統安全性和易用性。對系統收集的信息數據集進行安全評估，并基于數據評估的結果創建災難恢復系統（備份系統），以確保數據的真實性，而不是被泄漏[3]。此外，在系統和基礎平臺的支持下，還需要對大中型泵站的管理人員進行培訓，以提高技能，擴展有關大數據，云計算和物聯網以及對應運行管理知識，積累技術經驗。

3.2 工程管理信息系統的建設

“江都處”委托第三方開發團隊，組織全處精干技術力量，提出符合自身實際情況的應用需求，完成的綜合多方面應用的工程管理信息系統臺。

工程管理信息系統的建設完成，實現了辦公管理、工程管理、安全管理、數字檔案館等日常工作的系統集成，同時實現了信息共享，初步實現工程管理的數字化。

由于工程管理信息系統上實現了人員分級管理，避免的數據冗余和人員誤操作，使用者根據自身權限進行數據提交、數據監管、數據查詢，比較分析，打印報表等工作，提高了數據的真實性，提升了數據的綜合使用效率，為決策者實時把握工程進度、設備工程信息提供了參考，并為其進一步應用提供了有效依據，從而進一步提升了工程管理水平。

3.3 BIM系統在大中型泵站中的運用

建筑系統管理（BIM）系統在我國運用和推廣已經有多年，各行業在做整體設計時會優先考慮BIM系統的運用。

就水利行業而言，大壩、水電站的建設階段也用應用BIM技術的案例；以大中型泵站中運維管理階段而言，成熟可行的BIM運維管理系統并不富哦。目前“江都處”尚未建立可以用于實際使用的BIM系統，不過在項目已處于初步設計階段。BIM技術的運用，可以將工程和設備有機的結合在一起，可以更加直觀的呈現在工程管理人員面前。

3.4 在大中型泵站工程觀測領域的使用

目前大中型泵站工程觀測已經逐步開始采用數字化模式，以“電子水準儀”“超聲波測量船”“電子水位計”等數字化設備進行采樣，集成多測量項目的信息管理專家系統進行數據分析，極大了提供了數據準確性和數據處理效率。

數字處理技術統一數據格式，對原始數據進行挖掘，完成歷年數據對比，自動處理異常數據，生成數據報表和分析報告，結合BIM技術形成大中型泵站工程垂直（水平）位移3D數據模型、水下地形3D數據模型等，對大中型泵站工程觀測工作形成“一站式”服務，使的測量人員和管理人員的更加直觀的使用和管理。

4 結語

目前，大中型泵站中運行數據往往是工程和設備產生的直接數據，沒有經過數據分析處理，其使用價值有限，不能形成有效數據參考系，無法為使用者提供參考依據。

深入挖掘數據處理技術在大中型泵站運維管理過程中的使用價值，將極大地提升其信息化管理水平，也會對水利行業帶來新的發展前景。因此，對于數據處理技術在大中型泵站中建設中的應用，其應用價值仍然相對引人注目，尤其是在解決大中型泵站信息化建設現有設計的各個方面時，其積極作用是非常顯著的，值得在未來的水利建設中予以重視。